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La fonte de l’Antarctique (suite) // The melting of Antarctica (continued)

C’est l’été en ce moment dans l’hémisphère sud. L’Australie croule sous une vague de chaleur incroyable et l’Antarctique continue à fondre, et pas seulement à cause de la chaleur actuelle. Le problème est beaucoup plus profond et inquiétant.

Selon le dernier rapport des Proceedings of the National Academy of Sciences, rapport des comptes-rendus de l’Académie Nationale des Sciences aux Etats-Unis, la fonte annuelle de la glace est plus rapide que jamais en Antarctique, environ six fois plus qu’il y a quarante ans. Cette disparition de la glace a déjà été responsable d’une montée de 1,4 centimètre du niveau des océans de la planète entre 1979 et 2017.

Le rythme de fonte prévu pour les prochaines années devrait entraîner une élévation désastreuse du niveau des océans. Des études indiquent qu’une montée de 1,80 mètre d’ici 2100 – l’une des prévisions scientifiques les plus pessimistes – provoquerait l’inondation de nombreuses villes côtières où vivent des millions de personnes dans le monde.

Pour effectuer la dernière étude, les chercheurs ont évalué de manière exhaustive la masse de glace dans dix-huit régions de l’Antarctique. Ils ont utilisé pour cela des données fournies par des photographies aériennes en haute résolution prises par des avions de la NASA, ainsi que des images radar provenant de satellites de multiples agences spatiales. Ces différentes données ont permis de déterminer qu’entre 1979 et 1990, l’Antarctique avait perdu en moyenne 40 milliards de tonnes de masse glaciaire par an. A partir de 2009 et jusqu’en 2017, ce chiffre est passé à 252 milliards de tonnes chaque année. Plus inquiétant encore, les scientifiques ont repéré des zones dans l’Est, autrefois considérées comme relativement « à l’abri du changement », qui perdent désormais beaucoup de glace. J’ai attiré l’attention dans une note précédente sur le risque de désintégration de cette partie du continent.

Si la glace de l’Antarctique venait à fondre complètement, elle provoquerait une élévation estimée à 57 mètres du niveau des mers. A elle seule, la calotte glaciaire de l’Antarctique Est contient environ la moitié des réserves d’eau douce de la planète. Sa fonte ferait monter les mers de 52 mètres, contre 5 mètres pour la partie Ouest du continent.

Source : France Info, National Academy of Sciences.

J’ai consacré un chapitre entier de mon livre “Glaciers en péril » à la fonte de la glace en Antarctique.

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It’s summer right now in the southern hemisphere. Australia is confronted with an incredible heat wave and Antarctica continues to melt, not just because of the current heat. The problem is much deeper and disturbing.
According to the latest report from the Proceedings of the National Academy of Sciences in the United States, the annual melting of ice is faster than ever in Antarctica, about six times faster than forty years ago. This disappearance of the ice has already been responsible for a rise of 1.4 centimetres in the level of the world’s oceans between 1979 and 2017.
The projected rate of melting for the next few years should lead to a disastrous rise in the level of the oceans. Studies indicate that a rise of 1.80 metres by 2100 – one of the most pessimistic scientific predictions – would flood many coastal cities where millions of people live in the world.
To complete the latest study, the researchers performed an exhaustive assessment of the ice mass in 18 Antarctic regions. They used data provided by high-resolution aerial photographs taken by NASA aircraft, as well as radar images from satellites of multiple space agencies. These data showed that between 1979 and 1990, Antarctica lost an average of 40 billion tonnes of ice mass per year. From 2009 until 2017, this figure has increased to 252 billion tonnes each year. More worryingly, scientists have spotted areas in the east, once considered relatively « safe from change, » which are now losing much ice. I drew attention in a previous note to the risk of disintegration of this part of the continent.
If the Antarctic ice melted completely, it would cause an estimated 57-metre rise in sea level. The East Antarctic Ice Sheet alone contains about half of the world’s freshwater reserves. Its melting would raise the seas by 52 metres, against 5 metres for the western part of the continent.
Source: France Info, National Academy of Sciences.

Fonte du permafrost et son effet sur le budget carbone // Permafrost melting and its effect on the carbon budget

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience  a évalué l’impact de la fonte du permafrost sur les budgets d’émission de CO2 alors que le monde semble se rapprocher plus vite que prévu du dépassement des objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Le pergélisol, ou permafrost, occupe une grande partie du Groenland, de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Au total, il couvre un cinquième des terres émergées de la planète. Le permafrost contient du carbone qui s’est accumulé dans le sol pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Jusqu’à présent, le sol gelé en permanence avait retenu ce carbone qui représente trois à sept fois la quantité de carbone retenue dans les forêts tropicales. Le problème à l’heure actuelle, c’est que la couche supérieure du pergélisol dégèle périodiquement en été, avec une accélération du phénomène liée à l’augmentation des températures.

La dernière étude montre comment le réchauffement climatique, en favorisant le dégagement de carbone du pergélisol, diminue  la quantité de CO2 que l’humanité peut se permettre d’émettre. Bien que le rapport le plus récent du GIEC ait reconnu que le pergélisol se réchauffait, les modèles climatiques n’ont pas pris en compte ces émissions lors des projections climatiques.

L’intérêt de la nouvelle étude est d’affirmer que le risque sera encore plus important si les objectifs d’émissions sont dépassés, même ponctuellement. L’Accord de Paris reconnaît explicitement une trajectoire de dépassement, culminant d’abord sous les 2°C, et avec des efforts par la suite pour revenir à 1,5°C. Le problème avec cette stratégie, c’est que, pendant la période de dépassement, la hausse des températures provoquera un dégel du pergélisol. Cela entraînera la libération d’un surplus de carbone qui devra être éliminé de l’atmosphère pour que la température mondiale diminue.

Les budgets d’émission sont définis comme la quantité cumulée d’émissions anthropiques de CO2 compatibles avec une cible de changement de température globale, en l’occurrence 1,5 et 2°C. Inclure les émissions du dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) sur les budgets d’émission par dégel du pergélisol change la donne.

Il est difficile pour les scientifiques de déterminer les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter du dégel du pergélisol à grande échelle. La contribution spécifique des émissions de CH4 représente 5 à 35% de l’effet total du pergélisol en fonction de la température cible et du parcours pour atteindre l’objectif. Dans les scénarios de dépassement, le CH4 joue un rôle moins important, car la cible est atteinte plus tard et le CH4 est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte.

Le rythme actuel d’émissions est de 10 GtC par an ou 40 GtC02. Une libération de 150 GtCO2 due au permafrost reviendrait à réduire le budget de 4 années. Le pergélisol dégèle déjà à certains endroits et si le problème se propage, les scientifiques craignent que le réchauffement climatique ne s’emballe, davantage de dégel favorisant encore plus de hausse des températures…

Il y a aussi de grandes incertitudes quand à l’effet à long terme du permafrost, c’est à dire pour les siècles à venir. Au final, le réchauffement de la planète dû au dégel du pergélisol dépendra de la quantité de carbone libérée, de sa rapidité et de sa forme sous forme de CO2 ou de méthane. L’impact pourrait être beaucoup plus important après 2100 en fonction des scénarios d’émissions.

Source : Nature Geoscience.

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A new study published in Nature Geoscience has assessed the impact of permafrost melting on CO2 emission budgets. The world seems to be moving faster than expected to exceed the objectives of the Paris Agreement on Climate Change.
Permafrost covers a large part of Greenland, Alaska, Canada and Russia. In total, it spreads over one-fifth of the earth’s land surface. The permafrost contains carbon that has accumulated in the soil for tens or even hundreds of thousands of years. So far, the permanently frozen ground has avoided the release of this carbon which is three to seven times the amount of carbon retained in tropical forests. The problem at present is that the upper permafrost layer thaws periodically in summer, with an acceleration of the phenomenon related to the increase in temperatures.
The latest study shows how global warming, by promoting the release of carbon from the permafrost, reduces the amount of CO2 that humans can afford to emit. Although the most recent IPCC report acknowledged that permafrost was melting, its climate models did not take these emissions into account in climate projections.
The interest of the new study is to show that the risk will be even greater if the emission targets are exceeded, even punctually. The Paris Agreement explicitly admitted an excess path, culminating first below 2°C and then continuing efforts to return to 1.5°C. The problem with this strategy is that, during the exceedance period, rising temperatures will cause the thawing of permafrost carbon. This will result in the release of a surplus of carbon that will have to be removed from the atmosphere in order to reduce the global temperature.
Emission budgets are defined as the cumulative amount of anthropogenic CO2 emissions that are compatible with an overall temperature change target of 1.5 and 2°C. Including emissions of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) caused by the thawing of permafrost in emission budgets is a game changer.
It is difficult for scientists to determine the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that could result from large-scale permafrost thaw. The specific contribution of CH4 emissions accounts for 5 to 35% of the total effect of permafrost depending on the target temperature and route to achieve the goal. In exceedance scenarios, CH4 plays a less important role because the target is reached later and CH4 is a relatively short-lived greenhouse gas.
The current rate of emissions is 10 GtC per year, or 40 GtCO2. A release of 150 GtCO2 due to permafrost would reduce the budget by 4 years. Permafrost is already thawing in some places and if the problem is spreading, scientists are worried that global warming will get worse, with more thaw to further increase temperatures …
There is also a great uncertainty about the long-term effect of permafrost, ie for centuries to come. This is because in the end, global warming due to permafrost thaw will depend on the amount of carbon released, its speed and its form in the form of CO2 or methane. The impact could be much larger after 2100 depending on the emissions scenarios.
Source: Nature Geoscience.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique

(Source: National Snow and Ice data Center)

 

J’ai attiré l’attention sur les conséquences de la fonte du permafrost dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » que l’on peut se procurer en me contactant directement par mail: grandpeyc@club-internet.fr

Menace d’irréversibilité de fonte des glaces polaires // Threat of an irreversibility of the melting of polar ice

C’est toujours la même rengaine, mais il est utile de la répéter. Il est admis par tous les scientifiques que les calottes glaciaires arctique et antarctique risquent de fondre dans leur totalité si nous continuons à envoyer des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Selon une étude récente publiée dans la revue Nature Climate Change, même la légère hausse de température convenue dans le cadre de l’Accord de Paris de 2015 pourrait voir les calottes glaciaires fondre suffisamment au cours de ce siècle pour que le phénomène soit « irréversible. » La COP 21 a préconisé une élévation de la température « bien en dessous de » deux degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels et, si possible, à moins de 1,5°C. Cet objectif de réchauffement de 1,5 à 2°C d’ici à 2100 constitue le scénario le plus optimiste pour les scientifiques si l’on se réfère à notre consommation de ressources naturelles et à la combustion de combustibles fossiles. Pour y parvenir, il faudrait modifier radicalement notre mode de vie et de consommation. À titre de comparaison, si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre au rythme actuel, la température de notre planète augmentera de 4°C.
Les scientifiques savent depuis des décennies que les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique se réduisent, mais ils pensaient qu’elles pourraient survivre à une hausse de température de 1,5 à 2°C et rester relativement intactes. Cependant, selon la nouvelle étude, un réchauffement même modéré de la planète pourrait avoir des effets irréversibles sur la glace polaire et contribuer à une élévation catastrophique du niveau de la mer.
Les chercheurs qui ont effectué l’étude ont analysé les données relatives à la hausse annuelle de la température, à la couverture des calottes glaciaires et aux niveaux de fonte connus. Ils ont découvert que les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique atteindraient un « point de non retour » avec une élévation de température autour de 2°C.
On sait depuis longtemps que la glace du Groenland et de l’Antarctique contient suffisamment d’eau pour faire d’élever le niveau de la mer de plusieurs mètres. La calotte glaciaire du Groenland à elle seule a contribué à hauteur de 0,7 millimètre à l’augmentation du niveau de la mer chaque année depuis le milieu des années 90. Qui plus est, les pôles se réchauffent plus rapidement que les autres régions de la planète et le Groenland à lui seul a connu une hausse de 5°C en hiver et de 2°C en été depuis cette époque.
Bien que les scientifiques prédisent qu’il faudra des siècles avant que les pôles fondent totalement, même en cas d’énormes augmentations de la température mondiale, la dernière étude constitue un motif supplémentaire de préoccupation et montre la nécessité de prendre des mesures de prévention.

De nombreux modèles du scénario de 1,5-2°C prévoient que ce seuil sera franchi à court terme, avec un possible réchauffement de la planète de plusieurs degrés, avant l’utilisation du captage du carbone et d’autres technologies pour stabiliser les températures en 2100. L’étude met en garde contre une telle approche et indique qu’une boucle de rétroaction déclenchée par des températures plus élevées « conduirait à une fonte de l’ensemble la calotte glaciaire dans le monde », même si cette hausse de température était ensuite compensée.
Pour le Groenland, l’équipe de chercheurs a déclaré avec une certitude de 95% que la fonte accélérée de la calotte glaciaire se produirait avec un réchauffement de 1,8°C. Pour le Groenland et l’Antarctique, il existe des points de non-retour connus pour les niveaux de réchauffement qui pourraient être atteints avant la fin du siècle.
Source: Nature Climate Change.

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It is the same story all over again, but it is useful to repeat it. It has been admitted by all scientists that the Arctic and Antarctic icecaps are in danger of melting completely if we keep sending greenhouse gases in the atmosphere.

According to a recent study published in the journal Nature Climate Change, even modest temperature rises agreed under the 2015 Paris Agreement could see the ice caps melt enough this century for their loss to be « irreversible. » The COP 21 limits nations to temperature rises « well below » two degrees Celsius above pre-industrial levels and to less than 1.5°C if at all possible. That goal of getting 1.5-2C hotter by 2100 is scientists’ best-case-scenario based on our consumption of natural resources and burning of fossil fuels, and will require radical, global lifestyle changes to achieve.

For comparison, if we continue to emit greenhouse gases at the current rate, the Earth’s temperatures will rise by as much as 4°C.

Scientists have known for decades that the ice sheets of Greenland and Antarctica are shrinking, but it had been assumed that they would survive a 1.5-2°C temperature rise relatively intact. However, according to the new analysis, even modest global warming could cause irreversible damage to the polar ice, contributing to catastrophic sea level rises.

The researchers who performed the study analysed data on annual temperature rises, ice sheet coverage and known melt levels and found that both Greenland and Antarctic ice sheets would reach a « tipping point » at around 2°C.

It is well known that the ice contained in Greenland and Antarctica contain enough frozen water to lift global sea levels several metres. The Greenland ice sheet alone has contributed 0.7 millimetres to global sea level rises every year since the mid-1990s. What is more, the poles are warming faster than anywhere else on Earth, with Greenland alone 5°C warmer in winter and 2°C in summer since then.

Although scientists predict it would take hundreds of years for them to melt even with huge global temperature increases, the latest study provides further cause for concern with mankind’s only realistic plan to avert runaway warming.

Many models of the 1.5-2°C scenario allow for the threshold to be breached in the short term, potentially heating the planet several degrees higher, before using carbon capture and other technologies to bring temperatures back into line by 2100. The study warns against this approach, however, saying that a feedback loop set off by higher temperatures would « lead to self-sustained melting of the entire ice sheet » even if those rises were later offset.

For Greenland, the team said with 95 percent certainty that major ice sheet decline would occur at 1.8°C worth of warming. For both Greenland and Antarctica, tipping points are known to exist for warming levels that could be reached before the end of this century.

Source: Nature Climate Change.

Vue de la calotte glaciaire du Groenland (Photo: C. Grandpey)

La fonte accélérée des glaciers asiatiques // The fast melting of Asian glaciers

Je viens de lire plusieurs articles dans la presse scientifique – dont notre CNRS – qui confirment que les glaciers de l’Asie, en particulier ceux de l’Himalaya sont en train d’accélérer leur fonte. Cela fait longtemps que le phénomène est en cours, comme je l’ai expliqué dans mon dernier livre « Glaciers en péril ».

Dans le chapitre dédié à l’Himalaya, j’ai écrit que les glaciers qui recouvrent les montagnes les plus élevées du monde jouent un rôle essentiel car ils alimentent les fleuves d’Asie, ressources en eau pour plusieurs centaines de millions de personnes. Alors que la planète se réchauffe, il est important de comprendre comment ces glaciers répondent aux variations climatiques, pour mieux anticiper leur contribution future aux ressources en eau.

Trente années d’images satellitaires apportent un nouvel éclairage sur l’évolution de ces glaciers. On s’aperçoit qu’ils ont nettement ralenti au cours des deux dernières décennies. A noter que je n’ai pas eu besoin des satellites, mais de mes seules photos, pour montrer le désastre de la fonte glaciaire en Alaska ! Il est vrai aussi que les glaciers alaskiens sont plus faciles d’accès et que des survols en avion ou des approches en bateau suffisent pour se rendre compte de leur évolution

Les montagnes qui encerclent le plateau tibétain forment collectivement les Hautes Montagnes d’Asie (HMA) et s’étendent de l’Afghanistan à la Chine en passant par l’Inde. C’est le plus grand volume de glace en dehors des régions polaires et ce réservoir permet de réguler les fluctuations du débit des cours d’eau, un rôle qui peut s’avérer crucial en périodes de sécheresse.

Les données satellitaires ont permis de documenter les changements de masse des glaciers des HMA sur les dernières décennies. De 2000 à 2016, la perte totale de masse de ces glaciers a été de 260 gigatonnes. Ce que l’on ne connaissait encore pas, c’est la façon dont les glaciers ajustent leur vitesse d’écoulement en réponse à cet amincissement. Le recul des glaciers dans les décennies à venir dépendra de cet ajustement de leur dynamique.

Grâce à des techniques de corrélation d’images, les glaciologues peuvent suivre automatiquement le déplacement de motifs à la surface des glaciers, tels que les crevasses ou des blocs rocheux. Cela a permis de constater que les écoulements des glaciers himalayens ont en moyenne fortement ralenti, avec des pertes de vitesse atteignant 37% par décennie, là où les glaciers s’amincissent le plus.

Le processus de déplacement des glaciers est bien connu : ils se forment par accumulation de neige en haute altitude, puis s’écoulent sous l’effet de la gravité vers les basses altitudes où ils fondent en raison des températures plus élevées. Le poids de la glace la force à glisser sur le socle rocheux et à se déformer le long des pentes. Lorsque le glacier s’amincit et perd de la masse, le glissement et la déformation de la glace deviennent tous les deux plus difficiles, et le glacier ralentit. Les régions où les glaciers s’amincissent le plus sont celles où ils ralentissent le plus. Dans les rares régions comme le Karakorum ou le Kunlun où les glaciers sont stables ou s’épaississent, les observations montrent que les glaciers ont légèrement accéléré.

Cette conclusion qui semble intuitive ne faisait pourtant pas, jusqu’à présent, l’unanimité de la communauté scientifique. D’autres facteurs contrôlent l’écoulement des glaciers, comme la lubrification du socle rocheux par l’eau de fonte, ce qui permet au glacier de glisser plus rapidement vers l’aval, accentuant ainsi sa fonte.

Le fait que les glaciers ralentissent signifie que le transport de glace vers les basses altitudes diminue et les glaciers ont tendance à rester plus haut en altitude, où les températures sont plus basses et la fonte réduite. En dépit du fait que les glaciers vont continuer à perdre de la masse avec l’augmentation des températures, cette perte de vitesse devrait permettre aux glaciers de se protéger quelque temps.

NDLR : Il est intéressant ici de comparer les glaciers himalayens à leurs homologues alpins. Tout se joue au niveau de la zone d’accumulation qui s’élève de plus en plus en raison du réchauffement climatique. Elle se situe actuellement à environ 3000 mètres d’altitude. La chaîne himalayenne étant beaucoup plus haute que nos Alpes, avec une bonne quinzaine de sommets culminant à plus de 8000 mètres, il est normal que les glaciers les plus hauts résistent encore au réchauffement de la planète alors que chez nous ils ne peuvent guère grimper au-dessus de 4000 mètres, ce qui explique leur recul rapide.

L’avantage des satellites est de pouvoir observer les régions difficilement accessibles depuis l’espace et sur de longues périodes de temps. La mise à disposition d’images satellite telles que celles fournies par Landsat et ASTER ou les données européennes Sentinel joue un rôle crucial dans cette mission d’observation..

Source : CNRS.

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I have just read several articles in the scientific press – including our CNRS – which confirm that Asian glaciers, especially those of the Himalayas, are accelerating their melting. The phenomenon has been going on for a long time, as I explained in my last book « Glaciers en péril ».
In the chapter dedicated to the Himalayas, I wrote that the glaciers that cover the highest mountains in the world play an essential role because they feed the rivers of Asia which provide water resources for several hundred million people. As the planet heats up, it is important to understand how these glaciers respond to climate variations, to better anticipate their future contribution to water resources.
Thirty years of satellite images shed new light on the evolution of these glaciers. We can see that they have slowed down considerably over the past two decades. Editor’s note: I did not need satellites, but my only photos, to show the disaster of glacial melting in Alaska! It is also true that Alaskan glaciers are easier to access and that overflights by plane or boat approaches are enough to be aware of their evolution.
The mountains that encircle the Tibetan Plateau collectively form the High Mountains of Asia (HMA) and extend from Afghanistan to China via India. This is the largest volume of ice outside polar regions and this reservoir helps regulate fluctuations in river flow, a role that can be crucial in times of drought.
Satellite data have documented the mass changes in HMA glaciers over the last decades. From 2000 to 2016, the total mass loss of these glaciers was 260 gigatonnes. What we did not know yet is how glaciers adjust their flow velocity in response to this thinning. The retreat of glaciers in the coming decades will depend on this adjustment of their dynamics.
Through image correlation techniques, glaciologists can automatically follow the movement of features on the surface of glaciers, such as crevices or boulders. This shows that Himalayan glacier flows have on average slowed sharply, with speed losses reaching 37% per decade, where glaciers are shrinking the most.
The process of glacier flow is well known: they are formed by the accumulation of snow at high altitude, then flow under the effect of gravity to low altitudes where they melt due to higher temperatures. The weight of the ice forces it to slide on the bedrock and to deform along the slopes. As the glacier becomes thinner and loses mass, both ice sliding and deformation become more difficult, and the glacier slows down. The areas where glaciers are getting thinner are those where they slow down the most. In the few areas such as Karakorum or Kunlun where glaciers are stable or thicker, observations show that glaciers have slightly accelerated.
This conclusion, which seems intuitive, did not, however, until now, have the unanimity of the scientific community. Other factors control the flow of glaciers, such as the lubrication of bedrock by meltwater, which allows the glacier to slide more rapidly downslope, thus accentuating its melting.
The fact that glaciers slow down means that ice transport to lower altitudes is decreasing and glaciers tend to stay higher at higher altitudes, where temperatures are lower and melting is reduced. In spite of the fact that glaciers will continue to lose mass with increasing temperatures, this loss of speed should allow glaciers to protect themselves for some time.
Editor’s note: It is interesting here to compare the Himalayan glaciers to their alpine counterparts. The essential part is the area of ​​accumulation that rises more and more because of global warming. It is currently about 3000 meters above sea level. The Himalayan range being much higher than our Alps, with a good fifteen peaks culminating at more than 8000 meters, it is normal that the highest glaciers still resist global warming whereas in Europe they can hardly climb to above 4000 meters, which explains their rapid decline.
The advantage of satellites is to be able to observe regions that are difficult to access from space and over long periods of time. The numerous satellite images, such as those provided by Landsat and ASTER or the European Sentinel data, play a crucial role in this observation mission.
Source: CNRS.

Glaciers de l’Himalaya vus depuis l’espace (Crédit photo: NASA)